L'intention était d'appareiller notre installation pour enregister la consommation électrique, les températures de départ et retour de circuit de chauffage associées à la connaissance du débit de circulation. La saison 2007/2008 a été l'occasion d'un enregistrement régulier et automatisé des caractéristiques de fonctionnement pour comprendre le fonctionnement de l'installation et en tirer des enseignements.

Monitoring

Consommation électrique : Un ancien compteur électronique EDF acheté sur eBay estinstallé sur le circuit d'allimentation de la PAC (compresseur + circulateur). La fonction "Téléinfo" de ce compteur est utilisée pour relever l'index du compteur au PC.

Températures : Mise en place de sondes thermomètres DS18B20 de MAXIM DALLAS Semiconductors. Ces sondes sont connectées par une simple paire téléphonique pour constiter un réseau "1-wire" :

• t° extérieure : un DS18B20 est installé près de la PAC en façade nord à 2,70 m du sol sous le rebord de toiture ;
• t° intérieure : un DS18B20 est implanté dans le boîtier contenant déjà la sonde de température de l'installation (photo ci-contre) ;
• t° départ d'eau : un DS18B20 est plaqué sous la mousse de l'isolant du départ vers le plancher chauffant (juste après le circulateur du module hydraulique) ;
• t°retour d'eau : même chose juste sur le retour de plancher chauffant juste avant son entrée dans l'échangeur du module hydraulique ;
• t° fluide frigo en entrée et en sortie de module hydraulique : mesures non exploitées. Ces thermomètres ont été installés parce qu'ils semblent permettre de détecter un début de mauvais fonctionnement du compresseur (qui se caractériserait par une dérive dans le temps des températures atteintes).

Débit de circulation : A défaut de mesure continue du débit réel, une caractérisation de celui ci a été conduite par des séries de mesures sur de longues durées à l'aide d'un compteur volumétrique d'eau (capacité 5m3/h) pour les différents réglages de vitesse du circulateur. Les débits ainsi caractérisés ont été de :

• 945 l/h en vitesse I,
• 1285 l/h en vitesse II (réglage de fonctionnement retenu). Consommation du circulateur : 143 W
• 1646 l/h en vitesse III. Consommation du circulateur : 171 W

Enregistrement : Assuré par un ancien PC de bureau dédié était affecté à cette tâche. Deux applications tournaient simultanément :

• un petit script permettant l'acquisition régulière des index du compteur

• un logiciel de domotique (HOMESEER) pour l'acquisition des températures des diverses sondes

Aujourd'hui la même chose serait réalisée beaucoup plus simplement avec une simple carte ARDUINO et un schield "téléinfo" avec enregistrement sur carte SD.

Bilan synthétique de performance

Les enregistrements effectués sur la saison 2007/2008 ont permis de dresser une courbe moyenne du COP (ratio entre énergie thermique produite et énergie électrique consommée dans le même intervalle de temps) de la machine en fonction de la température extérieure.

Toutes les 10 mn, étaient enregistrés les index du compteur électrique et les températures de départ et retour d'eau. L'énergie thermique produite est calculée à partir de l'écart de température entre départ et retour de l'eau circulant dans le plancher et la quantité d'eau délivrée au plancher pendant ce temps.

E th. produite (kWh) = Σ Débit (l/h) x (t° départ d'eau - t° de retour) x 4,18 Joules /3600 x 600

La courbe ci-dessus rapporte la moyenne de ce rapport E th. produite / E électrique observée en fonction de la température extérieure.

On voit que même à 0 °C, la machine restitue 2 fois plus d'énergie qu'elle en consomme ! Nota : Ce "COP moyen apparent" est inférieur au COP annoncé par le constructeur. Ceci était attendu puisque le COP constructeur est établi dans les conditions de laboratoire dictées par la norme NF EN 14-511 : conditions optimale de fonctionnement de puissance, de température sèche (alors que nous mesurons des températures humides) et surtout hors cycles de dégivrage et consommations accessoires. Ces conditions sont très différentes de mes relevés de terrain qui comportent eux-mêmes une part d'incertitude sur les prises de t° et le débit de circulation retenu. Malgré tout, cette courbe construite à partir de plus de 10 000 relevés est instructive !